JP3360834B2 - 共振オフセットリッジ絞りによって給電される中心の縦方向シャントスロット - Google Patents

共振オフセットリッジ絞りによって給電される中心の縦方向シャントスロット

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術的背景］ 本発明は一般に放射器に関し、特にオフセットリッジ
共振絞りによって給電された方形導波管の幅の広い壁に
配置された中心の縦方向シャントスロットに関するもの
である。
本発明の出願人によっての開発されている新しい技術
では、共通開口の二重偏波アンテナが要求されている。
共通の開口を有する二重偏波アンテナを提供するいくつ
かの方法がある。大きい開口を提供するため、ダイポー
ルアレイおよびスロットアレイの組合わせは非常に魅力
的である。この組合わせのために、中心の縦方向シャン
トスロットはオフセット縦シャントスロットが望ましい
最も低い平行板モードだけでなく、ダイポールアレイに
よって与えられた平行板領域の望ましくないより高いオ
ーダーモードも励起するので、中心の縦方向シャントス
ロットが使用される。中心の縦方向シャントスロットは
望ましい最も低いモード（TEM）を励起する。
しかしながら、方形導波管の中心の縦方向幅の広い壁
のスロットは放射しない。それは中心の縦方向シャント
スロットはTE10モードの電流の流れを妨害しないので、
方形導波管中の中心の縦方向幅の広い壁スロットは放射
しない。従来の技術は中心の縦方向スロットを励起する
Ｌ型オフセット共振絞りが使用されていた。
Ｌ型共振絞りによって給電された中心の縦方向幅の広
い壁スロットはこれまでリニアアンテナアレイを構成す
るために使用されてきた。このアンテナアレイはR.Tan
g,“A slot with variable coupling and its applicat
ion to a linear array,IRE Trans,AP−8,p.97,1960に
よって論文で明らかにされた。このリニアアンテナアレ
イは比較的効率の悪いレイアウトを有し、オフセット変
化に関して望ましくない位相変化を示し、多少不安定な
コンダクタンス範囲を有し、機械加工、およびロウ付け
のを浸漬が比較的困難である。
従って、本発明の目的はオフセットリッジ共振絞りに
よって給電され、共通開口二重偏波アンテナの利用に特
によく適合された方形導波管の幅の広い壁に配置された
中心の縦方向シャントスロットの利用を提供することで
ある。
［発明の要約］ 上記および他の目的を解決するために、本発明は限定
された厚さを有するオフセットリッジ共振絞りによって
給電された方形導波管中に配置された中心の縦方向シャ
ントスロットを含む放射器を提供する。応用に応じて、
方形導波管は各スロット上の中心の縦方向シャントスロ
ット対応するオフセットリッジ共振絞りによって給電さ
れた１以上の中心の縦方向シャントスロットを有する。
一般的に、オフセットリッジ共振絞りは180度放射位相
を変化するために特定の導波管内に互いに反対に配置さ
れている。
本放射器は改良された共通開口のアンテナレイアウト
を提供し、例えば方形導波管によって給電されたオフセ
ットシャントスロットを利用して通常のアンテナアレイ
と比較する。本発明によるオフセットリッジ共振絞りに
よって給電された方形導波管中に配置された中心の縦方
向シャントスロットを使用して構成されたアンテナアレ
イは、高い周波数で同じ限定された厚さのＬ型オフセッ
ト共振絞りによって給電された中心の縦方向シャントス
ロットを有する通常のアンテナアレイと比較してオフセ
ット変化に関して望ましくない位相変化を減少する。本
発明に従って構成されたアンテナアレイはＬ型絞りを使
用したものよりも安定するコンダクタンス範囲を有す
る。さらにオフセットリッジ共振絞りおよび中心の縦方
向シャントスロットを使用するアンテナアレイは機械加
工およびロウ付けが容易である。
本発明は、以下の３つの方法で従来の技術を改良す
る。オフセットリッジ共振絞りによって給電された中心
の縦方向シャントスロットの使用は一定の放射位相で広
範囲の放射コンダクタンスを有することによって低サイ
ドローブアンテナを設計することが可能になる。本発明
はオフセットＬ型絞りの使用による望ましくない位相の
進相を減少させる。オフセットリッジ共振絞りはリッジ
絞りの機械加工が容易であり、また、ロウ付けのための
ロウ液浸漬工程で浸漬により内部に入った液体のロウを
排出するときの排出路であるいわゆるソルトドレイン路
として利用できるので製作が非常に容易になる。方形導
波管によって給電された中心の縦方向シャントスロット
の使用は二重偏波のアンテナを使用した場合、低サイド
ローブアンテナパターンを生成するため望ましい。
［図面の簡単な説明］ 本発明の様々な特徴および利点は添付の図面に関連し
て以下の詳細な説明を参照にしてさらに容易に理解され
るであろう。図において関係の符号は同様の構造要素を
示す。
図１は本発明の原理に従ってオフセットリッジ共振絞
りによって給電された中心の縦方向シャントスロットを
含む放射器の部分的に切開かれた図である。
図２は空の導波管、本発明で使用されたリッジ絞り、
および通常のＬ型絞りの間の位相比較のグラフであり、
図１のアンテナアレイによって与えられた位相の進相の
減小を示している。
図３は絞りのオフセットの関数として縦方向シャント
スロットの標準化されたコンダクタンスを示したグラフ
である。
図４は方形導波管の中心の縦方向スロットが放射しな
いことを示す。
図５は方形導波管の中心の縦方向スロットを励起する
Ｌ型オフセット共振の放射パターンを示す。
図６は本発明の原理に従って方形導波管の中心の縦方
向スロットを励起するオフセット共振絞りの放射パター
ンを示す。
図７は本発明の原理に従って構成された代表的なアン
テナの一部分を示す。
［好ましい実施例の詳細な説明］ 添付図面を参照すると、図１は本発明の原理に従った
放射器10の部分的に切開いた切断図を示す。放射器10は
オフセットリッジ共振絞り14によって給電された導波管
11の幅の広い方の壁13に配置された中心の縦方向シャン
トスロット12を含む。導波管11は給電導波管16、例えば
別の便利な給電装置16によって給電される。
方形導波管11は幅の広い壁13に配置された１以上の中
心の縦方向シャントスロット12を有する。１以上の中心
の縦方向シャントスロット12は対応する導波管11内に配
置されたオフセットリッジ共振絞り14によって給電さ
れ、それらの共振絞り14は各スロット12上に中心が位置
している。各オフセットリッジ共振絞り14はスロット12
に関して、導波管11の反対の内部の幅の広い壁上の導波
管11内に配置される第１部分14aを含む。各オフセット
リッジ共振絞り14の第１部分14aは導波管11の幅の予め
決定された割合の長さを有する。各オフセットリッジ共
振絞り14はまた、スロット12に関して導波管11の選択さ
れた内部側壁15の上に配置された第２部分14bを有す
る。各オフセットリッジ共振絞り14は限定された厚さを
有し、一般的にKa周波数帯のエネルギーを放射する場合
およそ0.406乃至0.635mm（16−25ミル）である。
本放射器10によって提供された改良は、通常のアンテ
ナアレイに関して以下議論される。図２は空の導波管1
1,本発明に利用された導波管11に配置されたリッジ絞り
14,および導波管内に配置された通常のＬ型絞りの間の
位相変化の比較のグラフであり、図１の放射器10によっ
て提供された進んだ位相の減小を図示している。
図２は導波管11中に配置されたリッジ絞り14のS12位
相は導波管21に配置されたＬ型絞りのS12位相より空の
導波管11のS12位相に対してより平行であることを示し
ている。図２は限定された厚さの絞りによる典型的な位
相分散を示す。オフセット（１）は図１に示される。
限定された厚さのＬ型共振絞りを使用する方形導波管
11は、Ｌ型絞りにおける伝搬定数が方形導波管11中の伝
搬定数よりも小さいので、同じ長さの空の方形導波管11
と比較して望ましくない進相の位相を導入する。Ｌ型絞
りの伝搬定数は、共振絞りの開口幅が方形導波管11より
小さいので、方形導波管11より小さい。限定された厚さ
のＬ型絞りによる望ましくない進相の位相は、一般に絞
り（例えば0.406mm（16ミル）の最小の厚さがより高い
周波数の電気的な意味でより厚くなっているので増加す
る。
従って、本発明のオフセット共振リッジ絞りは、限定
された厚さの絞りによる進相の位相を緩和する。オフセ
ット共振リッジ絞り14の伝搬定数は図２に示されるよう
に、方形導波管11の伝搬定数により接近する。
図３は導波管11に配置された通常のＬ型絞りと比較し
て本発明の導波管11中に配置されたリッジ絞り14のため
の絞りのオフセット関数として、縦方向シャントスロッ
ト12の標準化したコンダクタンスを示すグラフである。
オフセット（１）は図１に示される。
本発明のより良い理解は図４−６を参照にして得られ
る。図４は方形導波管中の中心の縦方向スロットが放射
しないことを示す。図５は方形導波管の中心の縦方向ス
ロットを励起する通常使用されているＬ型オフセット共
振の放射パターンを示す。Ｌ型絞りの伝搬定数が方形導
波管より小さいので、限定された厚さのＬ型共振絞りを
有する方形導波管は同じ長さの空の方形導波管（図４）
と比較して望ましくない進相の位相（図５）を示す。Ｌ
型絞りの伝搬定数は、共振絞りの開口幅が方形導波管よ
り小さいので、方形導波管より小さい。限定された厚さ
の絞りによる望ましくない進相の位相は製造するための
絞りの最小の厚さ（例えば0.406mm（16ミル）が電気的
な意味で周波数が高くなるほど厚くなるので周波数の増
加にしたがって増加する。
図６は図１に示されるような本発明の原理に従って方
形導波管11中の中心の縦方向スロット12を励起するオフ
セット共振絞り14の放射するパターンを示す。オフセッ
ト共振絞り14を有する中心の縦方向シャントスロット12
は方形導波管11の幅の広い側面上の表面電流が図２に示
されるように中心の縦方向スロット12が曲がった電流に
相互に作用するように曲がるので放射する。中心の縦方
向シャントスロット12によって放射された放射量がリッ
ジ絞り14の第１および第２の部分14a,14b間のオフセッ
ト量を選択することによって制御され、放射する位相が
図６の下部部分に示されるように導波管11内の絞り14の
方向を反対にすることによって180度変えることによっ
て変化する。
図７は本発明の原理に従って構成された代表的なアン
テナ20の部分を示す。アンテナ20は幅の広い壁13に配置
された複数の中心の縦方向スロット12を有する方形導波
管11を含む。バフル17は横方向の側壁15のエッジに沿っ
て垂直に、導波管11の幅の広い壁13から離れる方向に突
出する。複数オフセット共振絞り14は各スロット12中の
中心がある導波管11内に配置される。隣接する絞り14の
方向は互いに反対に向く。
このように本アンテナ20はスロット12上に各々中心が
ある方形導波管11中に配置された複数のオフセット共振
絞り14と共に、中心の縦方向スロット12および隣接した
バフル17を有する方形導波管11の使用を組合わせる。こ
の配置は二重偏波の共通開口アンテナで使用する場合に
低サイドローブアンテナを生成する。
以上、オフセットリッジ共振絞りによって給電された
方形導波管中に配置された中心の縦方向シャントスロッ
トを有する進歩した放射器が開示されている。望ましい
実施例は単に本発明の原理の適用を表す特定の実施例を
単に例示していると理解されよう。明白に多数のおよび
別の装置は本発明の技術的範囲を逸脱することなく当業
者によって容易に考えられるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−151706（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−15811（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5010351（ＵＳ，Ａ) Ａ．Ｄａｔｔａ，ｅｔ，ａｌ．”Ａｎ ａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａ ｓｔｒｉｐ ｌｏａｄｅｄ ｒｅｓｏｎａｎｔ Ａ．Ｊ．Ｓａｎｇｓｔｅｒ，”Ｎｅｗ Ｓｌｏｔｔｅｄ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ａｎｔｅｎｎａ ｅｌｅｍｅｎ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 13/20 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】方形導波管（11）と、オフセットリッジ共
    振絞り（14）と、方形導波管（11）に結合されてそれに
    エネルギを結合する給電装置（16）とを具備している放
    射器（10）において、 前記方形導波管は、対向する第１および第２の平行な幅
    の広い壁（13）と、それら第１および第２の幅の広い壁
    （13）の縦方向のエッジを連結している対向する第１お
    よび第２の側壁とによって形成され、 方形導波管（11）の管軸の方向を縦方向、管軸に垂直な
    断面における広い壁（13）に沿った方向を横方向として
    第１の広い壁（13）には横方向の中心に縦方向に延在す
    るシャントスロット（12）が形成され、 前記オフセットリッジ共振絞り（14）は、方形導波管
    （11）の管軸に垂直で、前記シャントスロット（12）と
    交差している同じ平面上において間隔を有して配置され
    ている分離された第１の部分（14a）と第２の部分（14
    b）とによって構成されており、その第１の部分（14a）
    は第２の広い壁（13）の内面上に配置され、第２の部分
    （14b）は第１および第２の側壁のいずれか一方の側壁
    の内面上に配置されている放射器。
  2. 【請求項２】導波管（11）の縦方向に間隔を隔てて直列
    に配置されている複数のシャントスロット（12）および
    各シャントスロット（12）にそれぞれ対応している複数
    のオフセットリッジ共振絞り（14）を具備している請求
    項１記載の放射器。
  3. 【請求項３】複数の方形導波管（11）を具備し、それら
    の各方形導波管（11）は前記シャントスロット（12）の
    少なくとも１つおよびそれに対応する前記オフセットリ
    ッジ共振絞り（14）を備えている請求項１または２記載
    の放射器。
JP55177799A 1998-04-09 1999-04-07 共振オフセットリッジ絞りによって給電される中心の縦方向シャントスロット Expired - Lifetime JP3360834B2 (ja)

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